P188
下 册
1．试计算高炉中炉气的2CO 为16%的区域内。总压为126656.25Pa 时，石灰石的分解温度和沸腾温度。
32CaO CaO CO =+ 0170577144.19
G T ?=- 28908
lg 7.53CO P T
=-
+ ① 开始分解2'16%126656.20.1620265CO P P Pa
=?=?=总 2
2'
20265
0.2101325
CO
CO P P P θ
∴=
=
=
1082.5T K =
② 沸腾时：2'
CO P P =总
2
2' 1.25
CO
CO P P P θ
== 1198.4T K =
2．根据氧势图， 求23Fe O 分解在大气中分解的开始温度和沸腾温度，并与23Fe O 分解压的热力学计算值进行比较。
2
2'0.21O O P P P
θ
=
= 2'
0.21101325O P Pa =?
连接“O ”与2'0.687
10O P -=点，T=1380℃ 沸腾20110O P == T=1460℃
计算：2334264Fe O Fe O O =+ 0586770340.20
G T ?=- 230645.5
lg 17.77O P T
=-
+ 开始分解：T 开=1338℃ 沸腾：T 沸=1451℃
3．把4510kg -?的碳酸钙放在体积为31.510-?3m 真空容器内，加热到800℃，问有多少kg 的碳酸钙未能分解而残留下来。
32CaO CaO CO =+ 017057
7144.19
G T ?=-
T=800℃（1073K ）28908
lg 7.53CO P T
=-
+ 20.169CO P =
2'0.169101.32517124CO P Pa Pa ∴=?=
按理想气体处理，分解的2CO 量
PV nRT =317124 1.5100.002888.3141073
PV n mol RT -???===?
则分解的3CaO 摩尔数为0.00288n mol =
100/0.002880.288m g mol mol g =?=
3330.5100.288100.21210m kg ---?=?-?=?
5． 用空气／水汽＝3(体以比)的混合气体去燃烧固体碳。试计算总压为51.0132510?Pa, 温度为1127℃时煤气的组成。(提示：初始态中(/)O H n n ??初=（1+20.213)/2) 设碳过剩下，平衡气相中气体为2222CO CO H H O N ++++
独立反应：22C CO CO += 2
2
1CO
CO P K P = 01169008177.
19G T ?=- 222()CO H CO H O g +=+ 222
2CO H O H CO P P K P P =
234493
29.83
G T ?=- 927℃（1200K ）：11690817.19120l n
3.78.314120K -+?
==
?
143.41
K =
23449329.831200
ln 0.138.3141200K -+?==? 2 1.14
K = 又空气与水汽的体积比为3，101.325P Pa =总，T=927℃
(/)O H n n ??初=（1+20.213)/2=2.26/2
① 分压总和方程：22221CO CO H H O N p p p p p ++++=
② 平衡常数方程：2
2
1CO CO P K P =22
1/CO CO P P K ?=
2222CO H O H CO P P K P P =
22222
1221H O H O
CO H CO CO CO
P P P K P P P K K P ?=??=
③ 元素的原子摩尔量比恒定方程：2222O O H O H O O n n n p p ==+?∑２i 初
初初初初n
＋２（3）
p
2222H O CO CO
O H O O O n n n n p p p ==+?
∑２i 平
平平Ｃ平Ｃ平平
n ＋２＋（＋）p
222H H O H O n n p =∑i 初
初初初
n
=２p
2222)H O H H O n n n p p ==+?∑２
i 平
Ｈ平平Ｈ平平n
２＋２（2p
(/)(/)O H O H n n n n 平初=2.26=2222
22CO CO H O H O H p p p p p =+平
＋＋（
）２ 又22222(/)0.79/2((/))H N H O N H O H O H n n p p p p p n n ?=２
Ｎ平平初初=３/２)=(/２(+) 2222.37(N H O H p p p =+平)
令：CO p x = 2H O p y = 2212H O H K y
p p y K x
+=
?+ 1212)1(2)/(
) 2.26K y
y K x
K y
x y y K x
?+=++?+=2121x+x /k +3.37(
x /k
解得：0.3946x = 0.0018
y = 所以：0.3946CO p = 20.00183H O p = 20.0036CO p = 20.1766H p =
2N p =0.4229 （三）P337
7将0.1mol 34Fe O 和0.5mol 的固体碳垃入体积为-333010m ?的真空反应器内， 抽去空气后气，加热到700℃，进行还原反应： 34434Fe O C Fe CO +=+。 试求1)反应器内的压力； 2)气相组成： 3)反应器中未反应残留的碳量。
34434Fe O C Fe CO +=+ 333010V m -=? 973T K =
342434Fe O CO Fe CO +=+ 01412011.8
2G T ?=--+ 10.400K = 22CO C CO += 0
2169008172.19G T ?=- 20.935
K =
由011ln G RT K ?=-2021%4ln
4ln
%CO CO
p CO p G RT RT p COp ??=-=-总
总
4
100%ln %CO RT CO
-=-（）
②4
1100%0.400(
%CO K CO -==） %55.68CO ∴= 2%44.32
CO = 228
0.562844
CO CO CO n n n ?∴=
?+?
220.4CO CO n n +=
由此可推出：0.2CO n mol = 20.1CO n mol = 所以0.3n mol =∑
31
0.38.314973/3010808950.8nRT P Pa atm V
∴=
=???== ③20.3C CO CO n n n mol =+=
0.50.30.2C C n n n mol ∴?=-=-=总 0.2
12 2.4
m g =?=
8．铝真空下还原氧化钙，其反应为
236()2()3()3()CaO s Al s Ca g CaO Al O s +=+?
659984288.75G T θ?=-
（1）如使反应能在1200℃进行，需要多大的真空度？（2）如采用1.33Pa 真空度，求CaO 为Al 还原的开始温度，（3）如在同样的真空度（1.33Pa ）下，将CaO 的用量减少一半，试估计复杂化合物的形成对还原的作用，此时的反应为：2332()3()3()CaO Al s Ca g Al O s +=+，
703270261.94G T θ?=-
解：（1）
3ln Ca G G RT P θ?=?+659984288.7538.314ln Ca T T P =-+?
又1473T =代入0G ?=得：ln 6.387Ca P =- 0.00168170.5
Ca P atm
Pa == （2）659984288.7524.942ln(1.33/101325)G T T ?=-+659984569.120T =-=
1159.66886.5T K ==开℃
（3）2332()3()3()CaO Al s Ca g Al O s +=+ 70327
0261.9
G T θ?=- 3
ln 703270261.9424.942ln(1.33/101325)Ca G G RT P T T θ?=?+=-+
703270542.31T =-=
1296.691023.5T K ==开℃
1296.691159.66137(T K ?=-=下降）
10．向装有x Fe O 球团的反应管内通入组成为52%H 2， 32%CO ，8%H 2O 及8%CO 2的还原气体进行还原，温度为1105K ，总压为51.0132510?Pa ，试求反应管放出的气体的成分。 解：
22x Fe O H xFe H O +=+ 0117998
9.9
5G T ?=- 2x Fe O CO xFe CO +=+ 0217883
21.08
G T ?=-+ 22
1
1ln ln H O H P G RT K RT P ?=-=- T=1105K
2222
0.4670.467H O H O H H P P P P =?= （1）
2022ln ln
CO CO
P G RT K RT P ?=-=-
220.5550.555CO CO CO CO
P P P P =?= （2）
2223281()()222(528)3CO CO O H H O H n n n n n n ++===++平初 2221.5()H O H CO CO P P P P ∴+=+ 又2221H O H CO CO P P P P +++=
22.5()1CO CO P P +=20.4CO CO P P ?+= 结合式（1）得0.257CO P = 20.143CO P = 又可得到220.6H O H P P +=
结合式（2）得20.409H P = 20.191
H O P = 11． SiO 2为碳还原，生成的硅溶解于金属铁液中，其浓度为20%，0.333Si f =。试求SiO 2